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http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/26063| Título: | Conversores CC-CC de elevado ganho baseados na topologia boost empregando indutores acoplados e células multiplicadoras de tensão |
| Título(s) alternativo(s): | High-gain DC-DC converters based on boost-type employing coupled inductors and voltage multiplier cells |
| Autor(es): | Rosas, Isabella Pedroso |
| Orientador(es): | Nascimento, Claudinor Bitencourt |
| Palavras-chave: | Conversores de corrente elétrica Tensão - Concentração Energia - Fontes alternativas Electric current converters Stress concentration Renewable energy sources |
| Data do documento: | 25-Ago-2021 |
| Editor: | Universidade Tecnológica Federal do Paraná |
| Câmpus: | Ponta Grossa |
| Citação: | ROSAS, Isabella Pedroso. Conversores CC-CC de elevado ganho baseados na topologia boost empregando indutores acoplados e células multiplicadoras de tensão. 2021. Dissertação (Mestrado em Engenharia Elétrica) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Ponta Grossa, 2021. |
| Resumo: | Atualmente, a busca pela utilização de fontes de energias sustentáveis como a energia solar, eólica e de células combustíveis aumentou, como uma tentativa de redução dos problemas ambientais. Entretanto, a produção de energia através das fontes renováveis gera baixos níveis de tensão. Nesse cenário, a utilização de conversores CC-CC torna-se fundamental. Assim, o consumo de eletricidade proveniente de sistemas que geram energia diretamente em corrente contínua (CC) deixou de ser uma alternativa para se tornar uma necessidade. No entanto, para que a energia produzida seja entregue para uso na forma adequada, geralmente um conversor CC-CC deve ser empregado. Neste trabalho, são realizados o estudo e a implementação de conversores CCCC de elevados ganhos para condicionar a energia provenientes de fontes geradoras em CC tais como as fotovoltaicas e as células combustíveis. São estruturas constituídas por somente um interruptor controlado e baseadas na configuração Boost empregando indutores acoplados e células multiplicadoras de tensão. São propostas duas topologias que apresentam como principais características elevado rendimento, reduzida tensão de bloqueio sobre os interruptores e reduzido número de elementos. Os dois conversores CC-CC propostos são mais indicados para as aplicações onde a potência consumida seja na ordem de algumas unidades de centenas de Watts, o que corresponde à potência fornecida por um painel fotovoltaico. Com a finalidade de se compreender as características operacionais de ambos conversores, bem como definir uma metodologia de projeto onde todos os elementos possam ser especificados e projetados, os princípios de operação em regime permanente são apresentados. Além disso, para que os sistemas operem em malha fechada, as análises dinâmicas também são desenvolvidas. Assim, a função de transferência de cada planta é determinada e os controles projetados. Resultados de simulação para ambas topologias propostas operando com tensões de entrada de 48 V, frequência de comutação de 100 kHz, tensão e potência de saída de 400 V e 400 W, respectivamente, também são apresentados. |
| Abstract: | Currently, the search for the use of sustainable energy sources such as solar energy, wind power and fuel cells has increased, in an attempt to reduce environmental problems. However, energy production through renewable sources generates low voltage levels. Under this scenario, the use of DC-DC converters becomes fundamental. Thus, the electricity consumption from systems that generate energy in direct current (DC) is no longer an alternative but a necessity. However, for the produced energy be delivered for use in the proper form, a DC-DC converter, generally, should be employed. In this work, the study and the implementation of two high-gain DC-DC converters to condition the energy from DC generating sources such as photovoltaics and fuel cells are carried out. They are structures made up of only a single switch and based on the Boost-type converter using coupled inductors and voltage multiplier cells. Both topologies have as main features high efficiency, reduced blocking voltages on the switches and diodes, and reduced elements count. The proposed DC-DC converters are better suited for applications where the consumed power is in the order of a few units of hundreds of Watts, which corresponds to the power provided by a photovoltaic panel (PV). In order to understand both converters' behavior, as well as define a design procedure where all the elements can be designed and specified, the principles of operation at steady state are presented. In addition, in order to ensure a closed-loop system's operation, the dynamic analyses are also developed. Thus, the transfer function of each plant is determined and the control system can be properly designed. Simulation results for both proposed topologies operating with an input voltage of 48 V, switching frequency of 100 kHz, voltage and power rated of 400 V and 400 W, respectively, are also presented. |
| URI: | http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/26063 |
| Aparece nas coleções: | PG - Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica |
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